[实用新型]基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械传动技术领域，涉及一种大力矩的旋转输出装置，特别是一种基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的大力矩转换传动装置。

背景技术

在一些如飞行器等特殊的行业或领域，需要旋转部件具有很大驱动力矩，但是受到飞行器空间及自身所带能源的限制，只能采取气动等方式来进行驱动，造成系统复杂且控制精度难以提高。

实用新型内容

本实用新型提出一种基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置，它结合了滚柱行星丝杠及大导程滚珠丝杠的特点，可将小的输入力矩转化为大的输出力矩。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置，包括输入旋转单元、工作旋转部件、支撑座、中间轴、行星滚柱螺母组件和滚珠螺母组件；所述中间轴穿过支撑座，中间轴的两端分别加工有行星滚柱丝杠和滚珠丝杠，所述的行星滚柱螺母组件设置在行星滚柱丝杠上，所述的滚珠螺母组件设置在滚珠丝杠上，所述的输入旋转单元固联在行星滚柱螺母组件上，所述的旋转部件固联在滚珠螺母组件上，所述的中间轴和支撑座之间设置有导向键。

上述基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置中，滚珠丝杠的导程大于行星滚柱丝杠的导程。

上述基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置中，输入旋转单元为为齿轮、带轮或链轮

上述基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置中，行星滚柱螺母组件通过钢球和轴承座可滚动固定在支撑座上。

上述基于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副组合的力矩转换装置中，滚柱螺母组件通过钢球和轴承座可滚动固定在支撑座上。

本实用新型结构紧凑，安装空间小，可靠性高，输出驱动力矩增大效果好，常规的参数和部件能增大力矩50-80倍以上，特别适用于一些受空间及自身所带能源的限制的应用场合，可使得旋转部件具有很大的驱动力矩，实现了小力矩向大力矩的转换。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

附图标记为：1—行星滚柱丝杠；2—行星滚柱螺母组件；3—钢球；4—轴承座；5—大齿轮；6—小齿轮；7—电机；8—支承座；9—导向键；10—大导程滚珠丝杠；11—支承轴承；12—滚珠螺母组件；13—工作旋转部件；20—中间轴。

具体实施方式

如图1所示：本实用新型的旋转输出装置包括输入旋转单元、工作旋转部件13、支撑座8、中间轴20、行星滚柱螺母组件2和滚珠螺母组件12；所述中间轴20穿过支撑座8，中间轴20的两端分别加工有行星滚柱丝杠1和滚珠丝杠10，所述的行星滚柱螺母组件2设置在行星滚柱丝杠1上，所述的滚珠螺母组件12设置在滚珠丝杠10上，所述的输入旋转单元固联在行星滚柱螺母组件2上，并带动其旋转，所述的工作旋转部件13固联在滚珠螺母组件12上，所述的中间轴20和支撑座8之间设置有导向键9。行星滚柱螺母组2和滚柱螺母组件12均通过钢球和轴承座可滚动固定在支撑座上。传动单元可以为齿轮、链轮或带轮。

图1中伺服电机7驱动小齿轮6转动，小齿轮6带动大齿轮5转动，大齿轮5与行星滚柱螺母2连接，此时大齿轮5即为输入旋转单元，大齿轮5带动行星滚柱螺母2旋转，由于导向键9的限制，行星滚柱丝杠1只能前后移动，因为行星滚柱丝杠后端为滚珠丝杠，滚珠丝杠的前后移动的同时驱动滚珠螺母12旋转，滚珠螺母12与工作部件13连接，这时工作部件13实现旋转工作。

本实用新型力矩增大原理是利用行星滚柱丝杠副具有导程小，承载大，转动效率高的特点。

行星滚柱丝杠副外载荷所需驱动转矩公式：

M1＝(P1×F)/(2П×η1×1000)Nm

其中：M1—行星滚柱丝杠副外载荷所需驱动转矩；

F—行星滚柱丝杠副轴向载荷

П＝3.14

η1—行星滚柱丝杠副传动效率

P1—行星滚柱丝杠副导程；

滚珠丝杠副外载荷所需驱动转矩公式：

(P2×F)/(2П×η2×1000)Nm

其中：M2—滚珠丝杠副外载荷所需驱动转矩；

F—滚珠丝杠副轴向载荷

П＝3.14

η2—滚珠丝杠副传动效率

P2—滚珠丝杠副导程；

由上两式可看出，行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副计算式相同。

由上两式得出：

M1/M2＝(η2×P1)/(η1×P2)

由于行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副传动效率都90％以上，可以得出